CN109802493B - 一种储能电池能量管理系统及管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种储能电池能量管理系统及方法，预先建立储能电池能量的管理控制架构，采用分层方式管理，其中，其顶层设置能量管理中央控制器，用以实时采集系统中的运行数据，以控制储能电池管理系统的运行；其中间层设置电池能量管理协调器，用以协调第一预设时间周期内的充放电管理以及定期处理第二预设时间周期内的能量分配；其底层设置电池能量控制器，用以实时更新第二预设时间周期内的充放电需求。有益效果：能够优化管理储能电池在不同时间段内的充放电需求，同时满足储能电池充电和放电两个控制过程响应的复合需求，实现储能电池的能量合理分配，与储能电池能量管理系统的经济运行，进而保证储能电池供电的可靠性与电能的优化使用。

Description

一种储能电池能量管理系统及管理方法

技术领域

本发明涉及储能电池能量管理技术领域，尤其涉及一种储能电池能量管理系统及管理方法。

背景技术

随着储能电池广泛地应用于不同的领域，工业或生活中对储能电池的需求量也越来越大，与此同时，对储能电池的响应需求也呈现出多样化。储能电池能量管理系统的主要功能是收集电池管理系统数据、储能变流器数据及配电柜数据，向各个部分发出控制指令，控制整个储能系统的运行，合理安排储能变流器工作，保证系统既可以按照预设的充放电时间、功率和运行模式自动运行，也可以接受操作员的即时指令运行。储能电池的能量管理系统是储能系统的大脑，主要实现能量的合理调度，根据电网峰谷平特点，实现储能系统的经济运行。

传统的储能电池能量管理系统的储能响应需要由离散或连续单一需求转向动态和连续的复合需求，即传统的储能电池由原来的充电或放电只能同时进行其中一个控制过程，而无法满足能实时并同时进行充电和放电两个控制过程响应的复合需求，即储能电池无法实时响应快速动态特性需求和慢速动态需求之间的复合需求，因此，给用户带来不便。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种储能电池能量管理系统及管理方法。

具体技术方案如下：

一种储能电池能量管理系统，其中，于所述储能电池能量管理系统中预先建立一储能电池能量的管理控制架构，所述控制架构采用分层方式管理，具体包括：

于所述控制架构的顶层设置一用以储能电站的能量管理中央控制器，所述能量管理中央控制器用以实时采集所述储能电池管理系统中的运行数据，以控制所述储能电池管理系统的运行；

于所述控制架构的中间层设置一用以配电站的电池能量管理协调器，所述电池能量管理协调器连接所述能量管理中央控制器，所述电池能量管理协调器用以协调一第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电管理以及定期处理一第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的能量分配；

于所述控制架构的底层设置一用以家用储能电池设备的电池能量控制器，所述电池能量控制器连接所述电池能量管理协调器，所述电池能量控制器用以实时更新所述第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的充放电需求。

优选的，所述第一预设时间周期为慢速时间周期；

于所述第一预设时间周期内，所述电池能量管理协调器用以协调复数个所述配电站的充放电管理。

优选的，所述第二预设时间周期为快速时间周期；

于所述第二预设时间周期内，所述电池能量控制器用以控制复数个所述家用储能电池设备的充放电需求。

优选的，所述能量管理中央控制器包括：

一采集单元，所述采集单元用以实时采集所述电池能量管理协调器的储能数据；

一判断单元，连接所述采集单元，所述判断单元用以实时判断所述电池能量管理协调器于所述第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电需求；

一发送单元，连接所述采集单元，根据所述充放电需求对所述电池能量管理协调器发出一控制指令。

优选的，所述电池能量管理协调器中包括：

一接收单元，所述接收单元用以接收所述控制指令；

一处理单元，连接所述接收单元，所述处理单元用以协调处理所述第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电需求。

优选的，所述电池能量管理协调器中还包括：

一判断单元，所述判断单元用以判断所述电池能量控制器于所述第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的充放电需求，并发出一分配指令；

一分配单元，连接所述判断单元，所述分配单元用以根据所述分配指令定期分配所述电池能量控制器的充放电需求。

优选的，所述运行数据包括储能电池的能量剩余量数据、储能电池的健康数据、所述第一预设时间周期的响应需求数据及所述第二预设时间周期的响应需求数据。

优选的，所述第一预设时间周期与所述第二预设时间周期的关系包括：

Ts＝N*Tf，其中，

Ts用以表示所述第一预设时间周期，所述第一预设时间周期内以小时或天为单位；

Tf用以表示所述第二预设时间周期，所述第二预设时间周期内以秒或毫秒为单位；

N取正整数。

一种储能电池能量管理方法，用于任意一项所述的储能电池能量管理系统中，其特征在于，所述储能电池能量管理方法具体包括：

步骤S1、采用一所述能量管理中央控制器的采集单元用以实时采集所述电池能量管理协调器的储能数据；

步骤S2、采用一所述能量管理中央控制器的判断单元用以实时判断所述电池能量管理协调器于所述第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电需求，并向所述电池能量管理协调器发出一控制指令；

步骤S3、采用一所述电池能量管理协调器的接收单元用以接收所述控制指令，并根据所述控制指令协调处理所述第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电需求；

步骤S4、采用一所述电池能量管理协调器的判断单元用以判断所述电池能量控制器于所述第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的充放电需求，并发出一分配指令；

步骤S5、采用一所述电池能量管理协调器的分配单元用以根据所述分配指令以定期分配所述电池能量控制器的充放电需求。

优选的，所述第一预设时间周期为慢速时间周期；

于所述第一预设时间周期内，所述电池能量管理协调器用以协调复数个所述配电站的充放电管理；

所述第二预设时间周期为快速时间周期；

于所述第二预设时间周期内，所述电池能量控制器用以控制复数个所述家用储能电池设备的充放电需求。

本发明的技术方案有益效果在于：于储能电池能量管理系统中，能够优化管理储能电池的能量在不同时间段内的充放电需求，并且同时满足储能电池充电和放电两个控制过程响应的复合需求，实现了储能电池的能量合理分配，与储能电池能量管理系统的经济运行，进而保证了储能电池供电的可靠性与电能的优化使用。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明的实施例的储能电池能量管理系统的结构示意图；

图2为本发明的实施例的能量管理中央控制器的结构示意图；

图3为本发明的实施例的电池能量管理协调器的结构示意图；

图4为本发明的实施例的电池能量管理协调器的结构示意图；

图5为本发明的实施例的储能电池能量管理方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明包括一种储能电池能量管理系统，其中，于储能电池能量管理系统中预先建立一储能电池能量的管理控制架构1，控制架构1采用分层方式管理，具体包括：

于控制架构1的顶层设置一用以储能电站的能量管理中央控制器10，能量管理中央控制器10用以实时采集储能电池管理系统中的运行数据，以控制储能电池管理系统的运行；

于控制架构1的中间层设置一用以配电站的电池能量管理协调器11，电池能量管理协调器11连接能量管理中央控制器10，电池能量管理协调器11用以协调一第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电管理以及定期处理第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的能量分配；

于控制架构1的底层设置一用以家用储能电池设备的电池能量控制器12，电池能量控制器12连接电池能量管理协调器10，电池能量控制器10用以实时更新第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的充放电需求。

通过上述储能电池能量管理系统的技术方法，如图1所示，储能电池能量管理系统中预先建立一储能电池能量的管理控制架构1，控制架构1采用分层方式管理，其顶层设置一用以储能电站的能量管理中央控制器10，能量管理中央控制器10主要是处理储能电池能量管理的全局信息和数据，作为全局的决策，实现储能电池电量的全局优化利用；其中间层设置一用以配电站的电池能量管理协调器11，主要是协调第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电需求以及定期处理第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的能量分配；其底层设置一用以家用储能电池设备的电池能量控制器12，主要是实时响应第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的家用储能电池设备的充放电需求。

进一步，于储能电池能量管理系统中，能够优化管理储能电池的能量在不同时间段内的充放电需求，并且同时满足储能电池充电和放电两个控制过程响应的复合需求，实现了储能电池的能量合理分配，与储能电池能量管理系统的经济运行，进而保证了储能电池供电的可靠性与电能的优化使用。

在一种较优的实施例中，第一预设时间周期为慢速时间周期；

于第一预设时间周期内，电池能量管理协调器11用以协调复数个配电站的充放电管理。

具体地，于储能电池能量管理系统中预先建立储能电池能量的管理控制架构1，控制架构1采用分层方式管理，其中间层设置用以配电站的电池能量管理协调器11，主要是协调慢速时间周期内复数个配电站的充放电管理，同时电池能量管理协调器11定期处理快速时间周期内复数个家用储能电池设备的能量分配。

在一种较优的实施例中，第二预设时间周期为快速时间周期；

于第二预设时间周期内，电池能量控制器12用以控制复数个家用储能电池设备的充放电需求。

具体地，于储能电池能量管理系统中预先建立储能电池能量的管理控制架构1，控制架构1采用分层方式管理，其中间层设置用以配电站的电池能量管理协调器11定期处理快速时间周期的能量分配，并且其底层设置用以家用储能电池设备的电池能量控制器12用以控制复数个家用储能电池设备的充放电需求。

在一种较优的实施例中，能量管理中央控制器10包括：

一采集单元100，采集单元100用以实时采集电池能量管理协调器11的储能数据；

一判断单元101，连接采集单元100，判断单元101用以实时判断电池能量管理协调器11于第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电需求；

一发送单元102，连接判断单元101，根据充放电需求对电池能量管理协调器11发出一控制指令。

具体地，如图2所示，能量管理中央控制器10主要是处理储能电池能量管理的全局信息和数据，作为全局的决策，实现储能电池电量的全局优化利用，其中首先通过采集单元100实时采集电池能量管理协调器11的储能数据，然后通过判断单元101实时判断电池能量管理协调器11于慢速时间周期内复数个配电站的充放电需求，当判断复数个配电站需要充电时，则通过发送单元102根据充放电需求对具体需要控制的电池能量管理协调器11发出控制指令。

在一种较优的实施例中，电池能量管理协调器11中包括：

一接收单元110，接收单元110用以接收控制指令；

一处理单元111，连接接收单元110，处理单元111用以协调处理第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电需求。

具体地，如图3所示，电池能量管理协调器11主要是协调慢速时间周期内配电站的充放电需求；其中，首先通过接受单元110接受能量管理中央控制器10发送的控制指令，然后协调慢速时间周期内复数个配电站的充放电需求。

在一种较优的实施例中，电池能量管理协调器11中还包括：

一判断单元112，判断单元112用以判断电池能量控制器12于第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的充放电需求，并发出一分配指令；

一分配单元113，连接判断单元112，分配单元113用以根据分配指令定期分配电池能量控制器12的充放电需求。

具体地，如图4所示，电池能量管理协调器11不仅用以协调慢速时间周期内配电站的充放电需求，同时定期处理快速时间周期内复数个家用储能电池设备的能量分配；首先，电池能量管理协调器11通过判断单元112判断电池能量控制器12于快速时间周期内复数个家用储能电池设备的充放电需求，当判断复数个家用储能电池设备需要进行充电时，则发出分配指令，然后通过通过分配单元113根据分配指令定期分配电池能量控制器12给需要充电的家用储能电池设备进行充电。

在一种较优的实施例中，运行数据包括储能电池的能量剩余量数据、储能电池的健康数据、第一预设时间周期的响应需求数据及第二预设时间周期的响应需求数据。

具体地，能量管理中央控制器10用以实时采集储能电池管理系统中的运行数据，以控制储能电池管理系统的运行；能量管理中央控制器10主要是处理储能电池能量管理的全局信息和数据，作为全局的决策，实现储能电池电量的全局优化利用，其中，运行数据包括储能电池的能量剩余量数据、储能电池的健康数据、慢速时间周期的响应需求数据及快速时间周期的响应需求数据。

在一种较优的实施例中，第一预设时间周期与第二预设时间周期的关系包括：

Ts＝N*Tf，其中，

Ts用以表示第一预设时间周期，第一预设时间周期以小时或天为单位；

Tf用以表示第二预设时间周期，第二预设时间周期以秒或毫秒为单位；

N取正整数。

具体地，能量管理中央控制器10控制整个储能电池能量系统的运行，实时判断慢速时间周期的能量管理协调器11的响应需求，若发生慢速时间周期的充放电响应需求，则开始控制慢速时间周期内复数个配电站的充放电需求；进一步地，能量管理协调器11不仅协调慢速时间周期内配电站的充放电需求，同时定期处理快速时间周期内复数个家用储能电池设备的能量分配，若发生快速时间周期的充放电需求，则开始分配快速时间周期内复数个家用储能电池设备的充放电需求。为方便起见，将慢速时间周期与快速时间周期的关系设置为Ts＝N*Tf，其中，Ts以小时或天为单位，Tf以秒或毫秒为单位。

一种储能电池能量管理方法，用于任意一项的储能电池能量管理系统中，其特征在于，储能电池能量管理方法具体包括：

步骤S1、采用一能量管理中央控制器10的采集单元100用以实时采集电池能量管理协调器11的储能数据；

步骤S2、采用一能量管理中央控制器10的判断单元101用以实时判断电池能量管理协调器11于第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电需求，并向电池能量管理协调器11发出一控制指令；

步骤S3、采用一电池能量管理协调器11的接收单元110用以接收控制指令，并根据控制指令协调处理第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电需求；

步骤S4、采用一电池能量管理协调器11的判断单元112用以判断电池能量控制器12于第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的充放电需求，并发出一分配指令；

步骤S5、采用一电池能量管理协调器11的分配单元113用以根据分配指令以定期分配电池能量控制器12的充放电需求。

具体地，如图5所示，能量管理中央控制器10控制整个储能电池能量系统的运行，实时判断慢速时间周期的能量管理协调器11的响应需求，若发生慢速时间周期的充放电响应需求，则开始控制慢速时间周期内复数个配电站的充放电需求；进一步地，能量管理协调器11不仅协调慢速时间周期内配电站的充放电需求，同时定期处理快速时间周期内复数个家用储能电池设备的能量分配，若发生快速时间周期的充放电需求，则开始分配快速时间周期内复数个家用储能电池设备的充放电需求。

具体地，首先采用能量管理中央控制器10实时采集储能电池管理系统中的运行数据，以控制储能电池管理系统的运行，然后通过能量管理协调器11用以慢速时间周期内复数个配电站的充放电管理以及定期处理快速时间周期内复数个家用储能电池设备的能量分配；最后通过电池能量控制器10实时更新快速时间周期内复数个家用储能电池设备的充放电需求。

进一步，于储能电池能量管理系统中，能够优化管理储能电池的能量在不同时间段内的充放电需求，并且同时满足储能电池充电和放电两个控制过程响应的复合需求，实现了储能电池的能量合理分配，与储能电池能量管理系统的经济运行，进而保证了储能电池供电的可靠性与电能的优化使用。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种储能电池能量管理系统，其特征在于，于所述储能电池能量管理系统中预先建立一储能电池能量的管理控制架构，所述控制架构采用分层方式管理，具体包括：

于所述控制架构的顶层设置一用以储能电站的能量管理中央控制器，所述能量管理中央控制器用以实时采集所述储能电池能量 管理系统中的运行数据，以控制所述储能电池能量 管理系统的运行；

于所述控制架构的中间层设置一用以配电站的电池能量管理协调器，所述电池能量管理协调器连接所述能量管理中央控制器，所述电池能量管理协调器用以协调一第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电管理以及定期处理第二预设时间周期内复数个家用储能电池设备的能量分配；

于所述控制架构的底层设置一用以家用储能电池设备的电池能量控制器，所述电池能量控制器连接所述电池能量管理协调器，所述电池能量控制器用以实时更新所述第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的充放电需求；

所述第一预设时间周期为慢速时间周期；

于所述第一预设时间周期内，所述电池能量管理协调器用以协调复数个所述配电站的充放电管理；

所述第二预设时间周期为快速时间周期；

于所述第二预设时间周期内，所述电池能量控制器用以控制复数个所述家用储能电池设备的充放电需求；

所述第一预设时间周期与所述第二预设时间周期的关系包括：

Ts＝N*Tf，其中，

Ts用以表示所述第一预设时间周期，所述第一预设时间周期以小时或天为单位；

Tf用以表示所述第二预设时间周期，所述第二预设时间周期以秒或毫秒为单位；

N取正整数。

2.根据权利要求1所述的储能电池能量管理系统，其特征在于，所述能量管理中央控制器包括：

一采集单元，所述采集单元用以实时采集所述电池能量管理协调器的储能数据；

一判断单元，连接所述采集单元，所述判断单元用以实时判断所述电池能量管理协调器于所述第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电需求；

一发送单元，连接所述判断单元，根据所述充放电需求对所述电池能量管理协调器发出一控制指令。

3.根据权利要求2所述的储能电池能量管理系统，其特征在于，所述电池能量管理协调器中包括：

一接收单元，所述接收单元用以接收所述控制指令；

一处理单元，连接所述接收单元，所述处理单元用以协调处理所述第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电需求。

4.根据权利要求2所述的储能电池能量管理系统，其特征在于，所述电池能量管理协调器中还包括：

一判断单元，所述判断单元用以判断所述电池能量控制器于所述第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的充放电需求，并发出一分配指令；

一分配单元，连接所述判断单元，所述分配单元用以根据所述分配指令定期分配所述电池能量控制器的充放电需求。

5.根据权利要求1所述的储能电池能量管理系统，其特征在于，所述运行数据包括储能电池的能量剩余量数据、储能电池的健康数据、所述第一预设时间周期的响应需求数据及所述第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的响应需求数据。

6.一种储能电池能量管理方法，用于如权利要求1-5任意一项所述的储能电池能量管理系统中，其特征在于，所述储能电池能量管理方法具体包括：

步骤S1、采用一所述能量管理中央控制器的采集单元用以实时采集所述电池能量管理协调器的储能数据；

步骤S2、采用一所述能量管理中央控制器的判断单元用以实时判断所述电池能量管理协调器于所述第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电需求，并向所述电池能量管理协调器发出一控制指令；

步骤S3、采用一所述电池能量管理协调器的接收单元用以接收所述控制指令，并根据所述控制指令协调处理所述第一预设时间周期内复数个所述配电站的充放电需求；

步骤S4、采用一所述电池能量管理协调器的判断单元用以判断所述电池能量控制器于所述第二预设时间周期内复数个所述家用储能电池设备的充放电需求，并发出一分配指令；

步骤S5、采用一所述电池能量管理协调器的分配单元用以根据所述分配指令以定期分配所述电池能量控制器的充放电需求。

7.根据权利要求6所述的储能电池能量管理方法，其特征在于，所述第一预设时间周期为慢速时间周期；

于所述第一预设时间周期内，所述电池能量管理协调器用以协调复数个所述配电站的充放电管理；

所述第二预设时间周期为快速时间周期；

于所述第二预设时间周期内，所述电池能量控制器用以控制复数个所述家用储能电池设备的充放电需求。

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